1、GFP索引GFP综述GFP基本结构GFP帧边界确定GFP-F封装GFP-T封装FCS校验计算GFP异常处理GFP应用GFP概念 GFP，Generic Framing Procedure，通用成帧规程属于ITU-T G.7041规范，是一种新的封装规程。u GFP采用灵活的帧封装以支持固定或可变长度的数据，免去对数据的拆分、重组及填充，简化操作；u GFP采用基于差错控制的帧定界方式，减少边界搜索处理时间，同时克服了靠帧标志定位带来的种种缺点。GFP标准定义了两种模式GFP具有成帧映射(GFP-F)和透明映射(GFP-T)两种模式，分别应对不同需求的业务。u GFP-F是一种面向PDU的数据流
2、模式，需要将客户数据缓存下来再封装到GFP帧结构中，用作传输IP协议、多协议标记交换（MPLS）和以太网的数据流。u GFP-T是一种面向块状码的数据流模式，直接将数据从客户数据块中取出，再映射进周期性、长度固定的 GFP 帧结构中，适用于Fiber Channel（光纤通道）、FICON和ESCON接口的数据流。GFP标准定义了两种类型帧GFP客户帧（Client frames）u 客户数据帧（用于传送客户数据）；u 客户管理帧（用于传送客户的管理信息）GFP控制帧（Control frames）u 目前唯一的控制帧是空闲帧，用于GFP通道空闲时的填充帧；u 空闲帧是4个全0字节的GFP枕头
3、，与十六进制数B6AB31E0进行异或以实现扰码功能。GFP索引GFP综述GFP基本结构GFP帧的边界确定GFP-F封装GFP-T封装FCS校验计算GFP异常处理GFP应用GFP帧基本结构OptionalExtensionHeaderPayload Type 15:0Payload Type07:0tHEC 15:0tHEC 07:0Extension Header B1Extension Header B2Extension Header BneHEC 15:0eHEC 07:0pFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00PLI 15:8PLI 07:0c
4、HEC 15:0cHEC 07:0Payload Header(4-64B)PayloadInformation FieldpFCS(optional)(4B)Core Header(4B)PayloadArea(4-65535B)pFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00pType 15:0pType07:0tHEC 15:0tHEC 07:0Ext.Head.B1Ext.Head.B2Ext.Head.BneHEC 15:0eHEC 07:0PLI 15:8PLI 07:0cHEC 15:0cHEC 07:0PayloadInformation Fie
5、ldPayloadInformation FieldpFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00pType 15:0pType07:0tHEC 15:0tHEC 07:0Ext.Head.B1Ext.Head.B2Ext.Head.BneHEC 15:0eHEC 07:0PLI 15:8PLI 07:0cHEC 15:0cHEC 07:0Core Header（核心头）PLI：Payload Length ID（净荷长度标识）u 当PLI大于或等于4时，为GFP客户帧；u 否则，该帧是GFP控制帧。cHEC：Core HEC（核心帧头错误校验）u 采用CRC
6、-16的校验方法。在发送和接收GFP帧前，四字节的帧头要与十六进制数B6AB31E0进行异或以实现扰码功能，这能提高帧定位的可靠性，以及避免信号值长时间不翻转现象。GFP控制帧目前唯一的控制帧是空闲帧，用于GFP通道空闲时的填充帧；空闲帧是4个全0字节的GFP帧头，与十六进制数B6AB31E0进行异或以实现扰码功能。GFP idle framePayloadInformation FieldpFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00pType 15:0pType07:0tHEC 15:0tHEC 07:0Ext.Head.B1Ext.Head.B2Ext.
7、Head.BneHEC 15:0eHEC 07:0PLI 15:8PLI 07:0cHEC 15:0cHEC 07:0Payload Area（净荷区）GFP净荷区由净荷头和净荷信息域两个部分构成。在净荷信息域中，还可以包含可选的净荷FCS。PayloadInformation FieldPTIPFIEXIUPItHEC 15:0tHEC 07:0Ext.Head.B1Ext.Head.B2Ext.Head.BneHEC 15:0eHEC 07:0pFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00PLI 15:8PLI 07:0cHEC 15:0cHEC 07:0
8、Payload Header（净荷头）Payload TYPE：表明GFP净荷信息的类型和服务内容。u PTI（净荷类型标识，3bit）u当PTI=“000”时，为客户数据帧；u当PTI=“100”时，为客户管理帧；u其它，保留。u PFI（净荷FCS标识，1bit）u当PFI=1时，有净荷校验序列（pFCS）；u当PFI=0时，无净荷校验序列。PayloadInformation FieldPTIPFIEXIUPItHEC 15:0tHEC 07:0Ext.Head.B1Ext.Head.B2Ext.Head.BneHEC 15:0eHEC 07:0Payload Header（净荷头）u
9、EXI（扩展头标识，4bit）u当EXI=“0000”时，为空扩展头；u当EXI=“0001”时，为线型扩展头；u当EXI=“0010”时，为环型扩展头；u其它，保留。u UPI（用户净荷标识，8bit）表明GFP净荷中的数据类型等。从UPI字节可以看出GFP是支持多种数据类型的，如Ethernet、IP、Fiber channel、FICON、ESCON等，这也是GFP的一大特点。pFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00PLI 15:8PLI 07:0cHEC 15:0cHEC 07:0GFP客户数据帧GFP客户数据帧GFP 客户管理帧PayloadI
10、nformation FieldpType 15:0pType07:0tHEC 15:0tHEC 07:0Ext.Head.B1Ext.Head.B2Ext.Head.BneHEC 15:0eHEC 07:0pFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00PLI 15:8PLI 07:0cHEC 15:0cHEC 07:0Payload Header其它字段tHEC：Type HEC（净荷类型校验）u 采用CRC-16的校验方法；Ext.Header Info.（扩展头信息）有3种类型u 空扩展头；u 线型扩展头；u 环型扩展头。eHEC：Extension H
11、EC（扩展头校验）u 采用CRC-16的校验方法；Extension Header（扩展头）空扩展头，净荷头只有4个字节，无扩展头；线型扩展头，用以支持多客户通过点到点结构来共享GFP帧的净荷，即用单一传输通道承载多个独立的客户业务。CID（Channel ID），8-bit，用于区分256个通信通道；Spare，8-bit，保留。环型扩展头，保留。PayloadInformation FieldpFCS 31:24pFCS 23:16pFCS 15:08pFCS 07:00pType 15:0pType07:0tHEC 15:0tHEC 07:0Ext.Head.B1Ext.Head.B2E
12、xt.Head.BneHEC 15:0eHEC 07:0PLI 15:8PLI 07:0cHEC 15:0cHEC 07:0Payload Info.（净荷信息域）净荷信息域用于传送客户信号；在净荷信息域中，支持Payload FCS（可选的净荷信息校验），采用CRC-32。在发送和接收GFP帧时，净荷区(Payload Area)的所有字节要进行X43+1并行扰码。GFP索引GFP综述GFP基本结构GFP帧的边界确定GFP-F封装GFP-T封装FCS校验计算GFP异常处理GFP应用GFP帧的边界确定HUNT状态：u HUNT状态，通过逐个字节（octet-by-octet）搜索前一次的4个字
13、节来确定核心头，来进行帧定界（frame delineation）；u 如果计算出的cHEC与数据域中的cHEC匹配成功，则候选的GFP帧被识别，接收进入PRESYNC状态。否则继续进行HUNT状态搜索；u 在HUNT中，核心头的单个错误纠正不能进行。GFP帧的边界确定PRESYNC状态：u PRESYNC状态，通过逐帧（frame-by-frame）搜索下一个候选帧核心头的cHEC匹配，来进行帧定界；u 根据当前帧的PLI值可以确定下一候选帧的开始边界；u 如果连续N个GFP帧被正确检测到，则进入SYNC状态。如果GFP帧的cHEC检测错误，则进入HUNT状态；u 在PRESYNC态中，核心
14、头的单个错误纠正不能进行。GFP帧的边界确定SYNC状态：u SYNC状态，通过检验下一个候选GFP帧的cHEC匹配，来进行帧定界；u 根据当前帧的PLI值可以确定下一候选帧的开始边界；u 在SYNC状态中，单比特的核心头错误纠正可以进行；u 当核心头通过cHEC检验出多比特错误时，报告该帧丢失，并回到HUNT状态，使用户的SSF（Server Signal Failure）有效。GFP帧的边界确定GFP索引GFP综述GFP基本结构GFP帧的边界确定GFP-F封装GFP-T封装FCS校验计算GFP异常处理GFP应用Ethernet GFP-F封装格式 Ethernet GFP-F封装在进行GF
15、P封装之前，要对MAC帧进行一帧的缓存，以获取MAC帧的长度。u 计算2字节的PLI标识；u 对PLI进行CRC16计算得到2字节的cHEC值；u PLI与cHEC值形成4字节的GFP核心头。Ethernet GFP-F封装净荷头设置 u 净荷头类型设置：uPTI配置000，表明该GFP帧为客户数据帧；uPFI配置0，表明该GFP帧没有净荷的FCS；uEXI配置0000，表明该GFP帧没有扩展头；uUPI配置0 x01，表明该GFP帧为以太网MAC帧的映射。u 对净荷头类型进行CRC16计算，得到tHEC值；u 如果没有扩展头，此时净荷头由payload type和tHEC 共4字节组成。否则
16、还要进行扩展头配置与eHEC计算。Ethernet GFP-F封装净荷信息域装载 u 包含了从DA到FCS的所有字节；u 配置pFCS，要对净荷信息域进行CRC-32计算，在帧尾增加4字节的校验值；u 在没有有效的MAC帧发送时，直接发送GFP的空闲帧。GFP索引GFP综述GFP基本结构GFP帧的边界确定GFP-F封装GFP-T封装FCS校验计算GFP异常处理GFP应用 GFP-T封装GFP-T封装GFP-T封装 GFP-T封装无需缓存完整一帧才能封装u PLI固定71；u 对PLI进行CRC16计算得到2字节的cHEC值；u PLI与cHEC值形成4字节的GFP核心头。GFP-T封装净荷头设
17、置 u 净荷头类型设置：uPTI配置000，表明该GFP帧为客户数据帧；uPFI配置1，表明该GFP帧包含净荷FCS；uEXI配置0000，表明该GFP帧没有扩展头；uUPI配置0 x06，表明该GFP帧为Ge的映射。u 对净荷头类型进行CRC16计算，得到tHEC值；u 无扩展头，此时净荷头由payload type和tHEC 共4字节组成。否则还要进行扩展头配置与eHEC计算。GFP-T封装净荷信息域装载 u 将客户数据进行8B10B解码；u 64B65B编码，封装为一个superblock，每个GFP帧包含一个超块u 配置pFCS，要对净荷信息域进行CRC-32计算，在帧尾增加4字节的校
18、验值；u 在没有有效的客户数据帧发送请求时，直接发送GFP的空闲帧。GFP目录结构GFP综述GFP基本结构GFP帧的边界确定GFP-F封装GFP-T封装FCS校验计算GFP异常处理GFP应用HEC计算 核心头差错校验（cHEC）cHEC共2字节，采用CRC-16校验来保护核心头的完整性；cHEC生成多项式为G(x)=x16+x12+x5+1，初值为0，对2字节的PLI进行计算得出2字节的cHEC；cHEC处理可以纠正单一比特错误。当检测到多位差错时，GFP接收端将丢弃这些帧，同时更新相关系统记录以达到性能监视的目的。类型头差错校验（tHEC）tHEC共2字节，采用CRC-16校验，用来保护类型
19、域的完整性。tHEC域生成过程和cHEC相同，只是对GFP的类型域进行计算。tHEC可以纠正单比特错误并检测多比特错误。当多比特出错时，GFP接收端将丢弃这些帧，更新相应的系统记录。扩展头差错校验（eHEC）eHEC共2字节，采用CRC-16校验。eHEC域生成过程和cHEC相同，只是对扩展头域中所有字节进行计算，不包括eHEC本身。FCS计算 净荷帧校验序列（pFCS）GFP的净荷FCS是可选的，共4字节，为CRC-32序列，保护GFP净荷信息域的内容；pFCS是否存在由PFI域指示；pFCS采用CRC-32生成的多项式G(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10
20、+x8+x7+x5+x4+x2+x+1，对GFP的净荷信息域进行校验计算。GFP目录结构GFP综述GFP基本结构GFP帧的边界确定GFP-F封装GFP-T封装FCS校验处理GFP异常处理GFP应用GFP客户信号失效指示当源端检测到客户信号丢失或客户信号同步字符丢失，发送客户管理帧u PTI=100u UPI=h01(loss of client signal)u UPI=h02(loss of client character synchronization)u 每100ms1000ms发送一次 当宿端接收到客户管理帧时，上报CSF(Client Signal Fail)CSF撤销条件u N
21、x 1000ms内没有继续接收到CSF帧u 接收到有效的客户数据帧u 接收到DCI帧(PTI=100,UPI=h03)GFP客户链路故障状态指示GFP客户链路故障状态指示u 检测到RFI(client remote fault indication)，发送RDIu 检测到LFI(client local fault indication)，发送FDIu 每100ms1000ms发送一次u PTI=100u UPI=h04(FDI)u UPI=h05(RDI)当宿端接收到FDI/RDI时，将信息传递到near-end client signal sink(RDI:NE D/FDI:NE A)撤销
22、条件u N x 1000ms内没有继续接收到FDI/RDI帧u 接收到有效的客户数据帧u 接收到DCI帧(PTI=100,UPI=h03)GFP客户链路故障状态指示GFP客户链路故障状态指示GFP客户链路故障状态指示GFP目录结构GFP综述GFP基本结构GFP帧的边界确定GFP-F封装GFP-T封装FCS校验处理GFP异常处理GFP应用GFP应用46业务业务映射映射OTN体系体系STM-1/STM-4GMPOPU0FC-100GMPGETTT+GMP/GFP-FCPRI-1/2GMPSTM-16AMP/BMPOPU1FC-200GMPGPONAMPCPRI-3GMPSTM-64AMP/BMPO
23、PU210GEBMPOPU2eFC-1200TTT+16FS+BMPSTM-256AMP/BMPOPU340GETTT+GMP100GEGMPOPU4FC400/800BMPOPUflexCPRI-4/5/6BMPGFP 应用47GXXGX171815.16575646510825.1GFP 应用48Bandwidth for GFP stream inGFP-T:1 171 815 kbit/sOPU0:238/239x ODU0ODU0:1 244 160 kbit/sODU1:2 488 320 kbit/sODU2:9 995 276 kbit/sODU3:40 150 519 kbi
24、t/sGFP 应用49173824OPUkOverheadOPUk PayloadGFP Framebytes1234RESRESRESRESPSI RESRESRES1516RES25501PTPSI44-65535GFP Idle Framebytes4l GFP帧映射入OPUk(k=0,1,2,3,4,flex)PLIPLIcHECcHECPayload AreaGFP Frame0-655350000cHECcHECIdle Framel GFP帧长度可变，可能穿越OPUk帧的边界，GFP帧映射到扩展的OPU2净荷区时，RES区域也可以填充GFP帧；l GFP封装阶段插入了空闲帧，作为连续的比特流，其带宽和OPUk净荷区一致，GFP帧在封装过程中需要进行扰码；
